专利名称：电力电缆防爆在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力电缆防爆在线监测装置，能够对电缆防爆进行早期分析诊断，属计算机自动控制技术领域。
目前，公知的电力电缆防爆技术，一般采用电力电缆接头处安装温度计，人工定期巡查的方法进行检查，检查间隔时间长，人员劳动强度大，且常有人员触电事故发生。
采用严杰发明的″电力电缆线温度监测系统″(专利号91231649.7)，其采用螺旋型热敏元件温度计测量精度低，连线多，发生报警后需到现场查看具体位置，无法根据运行温度进行早期诊断。
为了克服现有电力电缆防爆技术的不足，本实用新型研制了一种电力电缆防爆在线监测装置，能够不间断的监测电力电缆接头温度，代替人工间断的巡回检测，可随时发现问题进行维修保养。
本实用新型中的计算机采用PIII级工控机。
本实用新型中的集成数字温度传感器采用美国DALLAS公司生产的DS18B20集成数字温度传感器，安装在电力电缆接头处和距电力电缆接头200mm处，温度信号由温度采集电缆与采集器相连接。
本实用新型中的采集器由采集器主电源电路、看门狗电路、存贮器、温度转换电路、CPU电路、采集器辅助电源电路、通信电路、光电隔离电路构成。所述的主电源电路由T2变压器输出交流9V电压，经D5、D6、D7、D8组成的桥式整流电路整流，经C6滤波后，再经7805稳压后产生5V直流电压供给CPU电路、集成数字温度传感器、存贮器、看门狗电路；所述的复位及看门狗电路采用集成电路MAX813与CPU电路相连接，所述的CPU电路采用AT89C2051集成电路，它作为采集器的中央处理器，与集成数字温度传感器、温度转换电路、存贮器、看门狗电路、通信电路、光电隔离电路相连接；所述的温度转换电路由插座J5、二极管D10至D15、电阻R8至R11组成，与CPU电路相连接，所述的存贮器由AT24C02组成，用于存贮集成数字温度传感器的ID码(每个集成数字温度传感器都有一个唯一的码)，与CPU电路相连接；所述的通信电路采用RS485半双工通信方式，由75176集成电路组成，它通过光电隔离与CPU相连接；所述的光电隔离电路，它与CPU电路的通信口、通信电路的75176集成电路相连接；所述的采集器辅助电源电路由D1至D4、C5、C4、V1组成，它与通信电路相连接。
其中，集成数字温度传感器(5)电气连接采用单总线结构。
其中，采集器(3)的温度转换电路(12)与计算机(1)通信网络间采用光电隔离。
本实用新型的有益效果是由于采用了先进的集成数字温度传感器，温度测量值准确度很高，采用两个温度传感器平行对称设置，保证了测量的准确性和可靠性。设置对比集成数字温度传感器，可以同时掌握电力电缆的正常工作温度值，又可掌握电力电缆接头温度与电力电缆正常温度的对比温度值，从而分析和掌握电力电缆接头由于接触电阻产生的温升的变化情况，提前发现电力电缆接头温升的异常状态。根据电力电缆接头温升参数，保证能维持正常工作的安全检查期限，合理安排维修计划，大大减少安全隐患。除日常监测外，还可用于对新安装的电力电缆接头的质量进行验收评价。
本实用新型的测量为连续化，并可以用计算机记录存贮全部数据，能够掌握温度变化的全过程，通过对电力电缆接头连续不间断的监测和数据分析，进行早期诊断，变人工定期分散检查为集中不间断监测，有效的预防了电力电缆接头爆炸事故的发生。
图1是本实用新型电力电缆防爆在线监测装置的电力电缆接头监测示意图图2是本实用新型的装置方框图图3是采集器电路原理图图中标号1、计算机 2、通信电缆3、采集器
4、温度采集电缆5、集成数字温度传感器6、采集器主电源电路7、看门狗电路8、存贮器 9、温度转换电路10、CPU电路11、采集器辅助电源电路12、通信电路 13、光电隔离电路14、电力电缆接头 15、电力电缆集成数字温度传感器(5)使用美国DALLAS公司生产的DS18B20集成数字温度传感器，该集成数字温度传感器(5)测量范围为-55℃-125℃，在-10℃-85℃间的测量误差仅为±0.5℃，测量精度高；采用单总线数字连接简化接线，信号传输无失真；采用T0-92封装质量小，能够迅速与电力电缆接头(14)表面温度同步。
电力电缆接头(14)内部结构为三相电缆经压接后分别做绝缘处理，用热缩管套封于一体，直径为Φ80-Φ150之间。表面上一点难以反映三相电力电缆接头(14)的实际温度，所以在电力电缆接头(14)表面平行对称设置2个集成数字温度传感器(5)，这样不仅提高了测量的准确性，也可在个别集成数字温度传感器(5)损坏后不会间断对此电力电缆接头(14)的温度监测，同时也提高了监测的可靠性。
电力电缆(15)在正常工作时具有一定的温度，为了分析电力电缆接头(14)温度是否为接触电阻增大后的温度，需要测量电力电缆(15)的正常工作温度做为参考，在距电力电缆接头(14)200mm的电力电缆(15)上设置1个集成数字温度传感器(5)。
集成数字温度传感器(5)采用单总线连接方式，并接到一条3芯温度采集电缆(4)上，由于线路电容的影响，数字信号传输具有距离的限制，经实验在100米的距离内可并接9个集成数字温度传感器(5)，采用一条8芯温度采集电缆(4)，电源共同可接入54个集成数字温度传感器(5)，即可接入18个电力电缆接头(14)。
请参阅图3，集成数字温度传感器(5)与采集器(3)内的CPU电路(10)的I/O口相连接，CPU电路(10)通过I2C总线从存贮器(8)AT24C02取出集成数字温度传感器(5)的ID码(每个集成数字温度传感器(5)都有一个唯一码)，依靠向I/O口发不同的ID码，CPU电路(10)可以在一条总线上分别和不同的集成数字温度感器(5)进行通信。将集成数字温度传感器(5)经温度转换电路(9)转换后的温度数值读入CPU电路(10)后，输入到CPU(10)RAM。
采集器(3)通电开始工作时，由看门狗电路(7)MAX813向CPU电路(10)发送复位信号，CPU电路(10)开始工作，并向看门狗电路(7)MAX813发送脉冲，当程序跳出正常工作流程进入死循环时，CPU电路(10)会停止发送脉冲，超过1.6秒看门狗电路(7)MAX813便会发出复位脉冲使CPU电路(10)重新启动，进入正常工作流程。
CPU电路(10)将全部温度数据读入后，通过光电隔离电路(13)的光电耦合器隔离与通信电路(12)的集成电路75176相连接，通信电路(12)的集成电路75176的发射控制采用光耦内三极管发射极下拉电阻控制，CPU电路(10)复位不咬总线，通信电路(12)通信线采用上下拉电阻，提高抗干扰能力。通信电路(12)的75176负责将CPU电路(10)的TTL电平转为RS-485电平，使用双绞线通信电缆(2)与计算机(1)相连接，通信采用主从式多机通信方式，计算机(1)做为主机，各采集器(3)做为从机，全部挂接于一条通信电缆(2)上，由计算机(1)控制各从机分别与之通信，将采集器(3)内温度数据读入计算机(1)，经分析处理后进行显示和报警。
采集器(3)内使用两套电源，采集器主电源电路(6)供CPU电路(10)、看门狗电路(7)、存贮电路(8)、温度转换电路(9)直流5V电源；采集器辅助电源(11)专供通信电路(12)直流5V电源；两套独立的电源使通信部份和温度转换部份进行电压隔离。
权利要求1.一种电力电缆防爆在线监测装置，包括计算机(1)、通信电缆(2)、采集器(3)、温度采集电缆(4)、集成数字温度传感器(5)组成，其特征在于电力电缆接头(14)表面平行对称安装2个集成数字温度传感器(5)，距电力电缆接头(14)200mm处的电力电缆(15)上安装1个集成数字温度传感器(5)，通过温度采集电缆(4)将温度数据送入采集器(3)，采集器(3)通过通信电缆(2)与计算机(1)相连；所述的采集器(3)包括采集器主电源电路(6)、看门狗(7)、存贮器(8)、温度转换电路(9)、CPU电路(10)、采集器辅助电源(11)、通信电路(12)、光电隔离电路(13)构成、采集器主电源电路(6)与CPU电路(10)、集成数字温度传感(5)、存贮器(8)、看门狗电路(7)相连接；CPU电路(10)与集成数字温度传感器(5)、温度转换电路(9)、存贮器(8)、看门狗电路(7)、通信电路(12)、光电隔离电路(13)相连接；采集器辅助电源电路(11)与通信电路(12)相连接。
2.根据权利要求1所述的电力电缆防爆在线监测装置，其特征在于集成数字温度传感器(5)电气连接采用单总线结构。
3.根据权利要求1所述的电力电缆防爆在线监测装置，其特征在于采集器(3)的温度转换电路(12)与计算机(1)通信网络间采用光电隔离。
专利摘要本实用新型公开了一种电力电缆防爆在线监测装置，它由计算机、通信电缆、采集器、集成数字温度传感器等组成；所述的采集器由采集器主电源电路、看门狗电路、存贮器、温度转换电路、CPU电路、采集器辅助电源、通信电路、光电隔离电路构成；每个电力电缆接头表面平行对称安装2个集成数字温度传感器，距电力电缆接头200mm处安装1个集成数字温度传感器。通过集成数字温度传感器电缆将温度数据送采集器，采集器通过通信电缆与计算机相连，所有数据送计算机进行处理，显示和报警；通过对电力电缆接头连续不间断的监测和分析，能够进行早期诊断，变人工定期分散检查为集中不间断监测，能够有效的预防电力电缆接头爆炸事故的发生。
文档编号G08B21/00GK2599549SQ0320013
公开日2004年1月14日 申请日期2003年1月3日 优先权日2003年1月3日
发明者王军伟 申请人:富拉尔基发电总厂